太空科学家揭示木星“能源危机”背后的秘密发表在《自然》杂志上的一项

发表在《自然》杂志上的一项新研究揭示了木星“能源危机”的解决方案，这一问题几十年来一直困扰着天文学家。

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莱斯特大学的太空科学家与来自日本航天局 (JAXA)、波士顿大学、美国宇航局戈达德太空飞行中心和美国国家信息和通信技术研究所 (NICT) 的同事合作，揭示了木星大气加热背后的机制。
现在，天文学家利用夏威夷凯克天文台的数据绘制了这颗气态巨行星上层大气最详细且最全面的地图，首次证实木星强大的极光负责提供全球范围的热量。

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James O'Donoghue 博士是日本航天局（ JAXA）的研究员，在莱斯特大学完成了他的博士学位，他是该研究论文的主要作者。他说：
“我们首先开始尝试在莱斯特大学绘制木星最高层大气的全球热图。当时信号不够亮，无法揭示木星极地以外的任何东西，但根据从这项工作中吸取的经验教训，我们经过几年努力后，在地球上最大、最具竞争力的望远镜之一上获得极佳勘察木星大气层的时间。
”使用凯克望远镜，我们制作了非常详细的温度图。我们发现极光内的温度开始非常高，正如之前的工作所预期的那样，但现在我们可以观察到木星的极光，尽管它只占木星面积的不到 10% ，但极光却正在加热整个木星。“
“这项研究从莱斯特开始，在波士顿大学和美国宇航局进行，最后在日本的日本航天局（ JAXA）完成该项研究。来自各大洲的合作者共同努力使这项研究取得成功，结合美国宇航局在木星轨道上的朱诺号航天器和日本航天局（ JAXA）的天文台 Hisaki 航天器的数据。”

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汤姆·斯塔拉德(Tom Stallard )博士和亨利克·梅林(Henrik Melin )博士都是莱斯特大学物理与天文学院的成员。斯塔拉德博士补充说：
“在我们太阳系内每颗巨行星顶部的稀薄大气层中，一直存在着一个长期存在的谜团。在过去的 50 年里，随着每次木星太空任务以及地面观测，我们一直在测量木星赤道温度，结构显示温度非常高。
“这场‘能源危机’一直是一个长期存在的问题——这些模型是否未能正确模拟热量如何从极光流出，或者木星赤道附近是否还有其他未知的热源？
“这篇论文描述了我们如何以前所未有的细节绘制这个区域，并表明，在木星，赤道加热与极光加热直接相关。”

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当带电粒子被行星磁场捕获时，就会出现极光。它们沿着磁场线向行星的磁极盘旋，撞击大气中的原子和分子以释放光和能量。
在地球上，这导致了形成南北极光特征性灯光秀。在木星，从其火山卫星艾欧喷出的物质导致太阳系中最强大的极光和木星极地地区的巨大热量。
尽管木星极光长期以来一直是加热这颗行星大气层的主要候选者，但此前的观测一直无法证实或否认这一点。

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以前的高层大气温度图是使用仅有几个像素组成的图像形成的。这不足以了解行星上的温度可能如何变化，因此几乎没有提供额外热量来源的线索。